PLC控制系统

1、雨水/污水泵站控制系统

（1）简介

泵站作为目前能够解决洪涝灾害、水环境恶化、干旱缺水当今三大水资源问题有效的工程之一，泵站的任务主要包括了区域性防洪、除涝、调水、灌溉和供水等工作，还承担了城市给排水、农田排灌、跨流域调水等重要工作任务，泵站在水资源的调度管理工作中起到了无法替代的作用。

泵站是供水管网输配水过程中的动力系统，对泵站进行更为精细化的管理是水务企业降低供水系统漏损和能耗的主要手段之一。随着近些年智慧水务建设的蓬勃发展和物联网技术的应用普及，采用更智能化的信息系统来辅助水务企业对泵站进行更高效的管理，成为提升水务企业精益效益及泵站管理水平的必然趋势。           泵站自动化监控系统适用于城市供水系统中加压泵站的远程监控及管理。

泵站管理人员在监控中心即可远程监测泵站水池水位或进站压力、加压泵组工作状态、出站流量、出站压力等；可远程控制、自动控制加压泵组的启停；光纤通信时，可图像监视站内全景及重要工位，实现泵站无人值守

2、污水处理控制系统

（1）简介

污水综合自动化系统方案为污水处理厂的建设、运营管理单位提供服务。不仅保证污水厂生产的稳定和高效，减轻劳动强度，改善操作环境，同时提高污水厂的现代化生产管理水平，在充分考虑污水处理工艺特性的基础上，将建设现代化污水处理厂的理念融入到自控系统设计当中。在污水处理厂中实现电气自控系统的有效设计与应用能满足工艺与设备运行的需求，而且也能达到在确保用户需求的基础上使水量、水质都满足设计的要求。因此电气自控系统对污水处理厂有积极的促进作用。

（2）系统构成

污水处理厂的自控系统是由现场仪表和执行机构、信号采集控制和人机界面（监控）设备三部分组成。自控系统的构建主要是指三部分系统形式和设备的选择。本执行机构主要是根据工艺的要求由工艺专业确定，预留自控系统的接口，仪表的选择将在后面的部分进行描述。信号采集控制部分主要包括基本控制系统的选择以及系统确定后控制设备和必须通讯网络的选择。人机界面主要是指中控室和现场值班室监视设备的选择。

（3）工艺流程

污水处理工艺分三级：一级处理：物理处理，通过机械处理，如格栅、沉淀或气浮，去除污水中所含的石块、砂石和脂肪、油脂等。二级处理：生物化学处理，污水中的污染物在微生物的作用下被降解和转化为污泥。三级处理：污水的深度处理，它包括营养物的去除和通过加氯、紫外辐射或臭氧技术对污水进行消毒。

工业级视频监控系统

为更直观观察广区各生产工序的运行情况以及安全防范需要，建立工业级热频监控系绕，由视频监控中心，厂区内各监控点组成。控制系统的核心可实现视频切换和画面切割功能,可控制若干个摄像点，各摄像点的图像经工业级以大网接入网络高清的视频采集服务器存储。监控点采用工业级以太网传输方式，通过光电转换器将信号送达监控中心。

典型案例

【项目名称】成武县港航产业园污水处理厂

【项目内容】 包含电气系统和自控系统及安防监控系统。电气系统：低压配电柜、现场操作箱等设备的供应、安装、调试。自控系统：上位机监控平台软硬件、PLC系统、安装、调试。PLC和上位组态软件：西门子。视频监控系统：海康；仪表系统：流量计、压力、液位、COD、氨氮、总磷、总氮、浊度等的安装调试

PLC控制系统

2、自来水控制系统

（1）简介

净水厂自动化目的是保证自来水生产的高效、优质、低耗、安全，提高服务质量，提高社会效益。因此，提高自动化、信息化水平对自来水厂来说也越来越重要。

（2）系统构成

控制系统包括控制室计算机，现场控制站，现场仪表和执行器。网络采用多层结构，从上到下分为管理层，控制层和现场设备层。集中监测水厂各工艺环节运行数据和现场工况，水泵和阀门联动控制实现水厂运行自动化，多维度统计分析辅助管理决策，实现水厂信息化、自动化、智能化管理，保障水厂正常运行，提高生产效率，降低运行能耗。

（3）工艺流程

 工艺流程如图所示：由取水泵房、加药间、鼓风机房、絮凝沉淀池、滤池、清水池和送水泵房等组成。水源首先经过一级泵房（或取水泵房）至净水厂，经过前消毒后进入絮凝沉淀池；经过絮凝——沉淀后进入滤池；滤池是水厂中的重要部分，用于过滤水中悬浮物，在过滤的过程中要实现滤池恒水位调节、滤池反冲洗（气冲——水冲——气水混合冲）等功能，至清水池，经后消毒后由二级泵房送至城市管网。

视频监控安防系统

视频监控安防系统由LED监控大屏、视频图像监控、电子围栏防入侵系统等有机结合起来，一整套视频集中监控系统，监控主机自动记录报警画面，入侵记录，有效保护自来水厂财产和人员安全。

典型案例

【项目名称】巨野县城乡一体化供水项目

【项目规模】80000m³／日

【水处理工艺】 水源为宝源湖水库，采用预处理+常规处理+深度处理的净水工艺。出水执行《生活饮用水标准》（GB5749-2006）。污泥采用重力浓缩+机械脱水的污泥处理工艺。

【项目组成】项目组成：折板絮凝＆平流沉淀池、均粒滤料滤池、提升泵房＆反冲洗泵房、臭氧＆生物活性炭滤池、清水池、吸水井、送水泵房＆变配电间、加药间、氧气站、臭氧制备间、加氯间、排泥水池、污泥浓缩池＆污泥平衡池、脱水机房、仓库机售间、综合楼及门卫室。化验室的化验设备安装位置及环境条件由业主负责。

【项目内容】 净水厂包含电气系统和自控系统及安防监控系统。电气系统：低压配电柜、现场操作箱等设备的供应、安装、调试。自控系统：上位机监控平台软硬件、PLC系统、仪表、安装、调试。

3、热电厂锅炉除盐水控制系统

(1)简介

纯水和超纯水广泛用于电厂、电子、医药、化工行业，通过各种膜的过滤或离子交换作用，将水中的有害离子去除。处理量大,工艺复杂,工艺要求高,其运行的好坏直接关系生产运行及可靠性。

1、电厂：多用的脱盐水，其脱盐水水质的主要指标为：硬度约等于零，电导率≤0.2μs.cm，SiO2≤20ppb。

2、化工厂：化工用水多种多样，通常水质不会比电厂水质要求高，但可能会对某些离子有要求，所以常用一级或二级反渗透工艺。出水水质电导为5~10μs.cm以上。如有更高的要求则后面加混床或EDI。

3、医药：医药用水多对电导和细菌作要求，对系统所用材料材质有要求，多选用不锈钢产品。通常纯水后要加杀菌消毒装置。

4、电子行业：多数电子用水要求达到18兆。对电阻率的要求只是电子用水的一小部分，它对其中很多离子都有较高要求，所以对安装材料及管道有特殊要求。选用工艺也是最复杂的。通常要在EDI后加抛光混床及超滤、杀菌、氮封水箱等装置，造价也很高。

(2)系统构成

自动控制系统采用分散控制集中管理的原则，由管理层、现场设备控制层以及测量控制设备三层组成，控制系统选用可编程序控制器作为主控制器；控制系统的结构采用采用分散集中的方式。上位机与PLC采用光纤介质的工业以太网连接方式，采用工业交换机。现场通讯网络以光纤作为传输介质，上位与现场通信网络拓扑为星形结构。

自控系统的特点。自控系统的形式不同，其特点和功能在一定程度具有共性:①具有良好的可靠性和稳定性;②可实现智能化和自动化的控制，对水厂的深度处理具有良好的监控和管理功能;③具有实时的响应效果，速度快，数据传输稳定，为整个工艺流程的顺利运行提供可靠的保证。

典型案例

【项目名称】莱州鲁通特种纸业化水车间生产线

【水处理工艺】 包括预处理、超滤、反渗透、EDI等环节，是比较典型完整的除盐水工艺。

【项目名称】荣成一污中水深度处理工程

【水处理工艺】 采用预处理单元和RO反渗透两套工艺

4、浓水回用控制系统

（1）工艺简介

反渗透工艺作为一种高效、清洁的技术在各行各业中广泛应用，但是在生产过程中会有大约占总进水量25%的浓水排放，这一点在水资源日趋紧缺的今天造成了水资源的极大浪费，而且也严重妨碍了反渗透技术的进一步推广。

（2）元素特点

① 盐及二氧化硅含量高、pH高、碱度大;

② 结垢型盐类其离子积要远远大于其溶度积，如：CaCO3、CaSO4、BaSO4、SrSO4;

③ 有细菌及有机物存在。

（3）设计原则

1.根据废水水量和水质指标，采用针对性强、效果显着、运行成本低的膜法水处理技术;

2.设备制造的外形尺寸满足水处理设备的要求，化学加药单元、反应单元、管式微滤单元、反渗透单元均设计成机架式，方便安装，减少占地面积;

3.系统设计为自动运行，控制先进、稳定、可靠，操作及检修方便;

4.浓水回收系统回收率高，外排废水少;

5.系统所用主要设备选用质量可靠产品，包括整套微滤系统、泵、pH计、PLC程序控制等，同时满足防腐、流量、压力的要求。

6.工艺设计具有很好的耐冲击负荷和操作的灵活性;

7.整体布局简洁、合理、同时符合国家有关绿化及环保、消防规定;

8.动力设备采用先进设备，保证能长期稳定运行。

4）作用

反渗透浓水回用装置的产水电导率一般<30 s/cm，再经过混床精制可作为锅炉的给水，也可作为其它工艺用水。已投运的反渗透浓水回收项目，其项目投资回收期基本在一年左右。　浓水回收技术不仅提高了系统水的利用率，降低了水的消耗，而且并不需要十分复杂的预处理工艺。该回用技术具有投资低、回报期短、性价比高的特点。在水资源匮乏的今天，回收和利用这部分水资源具有良好的经济效益和社会效益。

5、海水淡化控制系统

（1）设计原理

渗透压的大小决定于浓液的种类，浓度和温度与半透膜的性质有关。若在浓溶液侧施加一个大于渗透压的压力时，浓溶液中的溶剂会向稀溶液流动，此种溶剂的流动方向与原来渗透的方向相反，这一过程称为反渗透。

（2）特点

1.装置结构紧凑，体积小，安装简单。

2.海水淡化处理设备操作维修方便，清洗维修免拆卸，易管理。

3.系统对进水温度要求不高，只要在5℃至45℃的任何常温海水都可以进行制淡，而且船用设备一般都配用功率小，主机、副机工作。

（3）注意事项

工艺给水预处理是保证反渗透系统能够长期稳定运行的重要环节，在制定海水预处理方案时应充分考虑到海水中存在大量微生物、细菌和藻类等杂质。微生物的生长不仅会给取水设施带来许多麻烦，而且会直接影响海水淡化设备及海水淡化工程的正常运转。周期性涨潮、退潮，海水中夹带大量泥沙，浊度变化较大，易造成海水预处理系统运转不稳定。海水具有较大腐蚀性，对系统中所采用的设备、阀门、管道件的材质要作一定筛选，耐腐性能要好。